ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Робототехника - это проектирование и конструирование всевозможных интеллектуальных механизмов - роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами. Возникнув на основе кибернетики и механики, робототехника, в свою очередь, породила новые направления развития этих наук. В кибернетике это связано, прежде всего, с интеллектуальным направлением и бионикой источником новых, заимствованных у живой природы идей, а в механике – с многостепенными механизмами типа манипуляторов.

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа технической направленности «PROGress» ориентирована на создание необходимых условий для личного развития учащихся и их дальнейшего профессионального самоопределения. Также данная программа направлена на удовлетворение индивидуальных потребностей учащихся в научно-техническом творчестве.

Программа «PROGress» может быть реализована в учреждениях дополнительного образования детей, в общеобразовательных школах, имеющих соответствующую материально-техническую оснащенность. В настоящее время идет мощное развитие электроники, механики, программирования и нанотехнологии. Это в свою очередь дает толчок для развития компьютерных технологий и робототехники. Специалисты, обладающие знаниями в этой области, будут высоко востребованы во многих сферах деятельности.

Дополнительная общеобразовательная (общеразвивающая программа) разработана в соответствии со следующими нормативно-правовыми документами:

• Федеральный закон от 29.12.2012 № 273 «Об образовании в Российской Федерации»;
• Приказ Министерства просвещения РФ от 9 ноября 2018 г. N 196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»;
• Концепция развития дополнительного образования детей до 2030 года, утвержденная распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 марта 2022 г. № 678-р;
• Постановление 21.03.2022 г. № 9 «О внесении изменений СанПиН 3.1/2.4.3598-20 (Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей)».
• Письмо Министерства образования и науки РФ от 18.11.2015 г. № 09-3242 «О направлении информации» (вместе с «Методическими рекомендациями по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые программы)»;
• Устав муниципального автономного учреждения дополнительного образования Сургутского района «Центр детского творчества»

Модульное построение программы способствует приобретению ключевых компетенций, дальнейшее применение которых возможно во многих жизненных ситуациях, образовательной и профессиональной сферах.

Программа имеет общекультурный уровень и направлена на создание необходимых условий для формирования базовых знаний в области робототехники, основное внимание сконцентрировано на развитии мышления школьников и на освоении ими практической работы на компьютере.

Актуальность программы обусловлена тем, что использование различных конструкторов, будет способствовать овладению обучающимися  навыками начального технического конструирования, развитию мелкой моторики, координации «глаз-рука», изучению понятий конструкций и ее основных свойств (жесткости, прочности и устойчивости), развитию навыков взаимодействия в группе. Педагогическая целесообразность программы заключается в том, что в процессе конструирования и программирования дети научатся объединять реальный мир с виртуальным, получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики.

Новизна программы заключается в технической направленности обучения, которое базируется на новых информационных технологиях, что способствует развитию информационной культуры и взаимодействию с миром технического творчества. Авторское воплощение замысла в автоматизированные модели и проекты особенно важно для обучающихся, у которых наиболее выражена исследовательская (творческая) деятельность.

Цель и задачи программы

Цель программы: формирование  у обучающихся общенаучных и технологических навыков конструирования и проектирования, приемов сборки и программирования робототехнических средств

Задачи:

Обучающие:

• Обучить первоначальным правилам работы с конструкторами;
• Дать опережающие базовые теоретические и технические знания в области электроники и робототехнике;
• Ознакомить с условно-графическим обозначением деталей и электронных схем,
• Ознакомить с электронным конструктором и радиодеталями;
• Обучить приемам и технологии изготовления несложных конструкций из деталей конструктора;

• Сформировать устойчивый интерес у детей  к техническому творчеству.

      Развивающие:

• Содействовать  развитию  у детей технического творчества;
• Побуждать  любознательность и интерес к устройству простейших технических объектов, развить стремление разобраться с их конструкциями и желание выполнить эти модели;
• Развить творческие способности обучающихся  путем самореализации при выполнении заданий и работ, участия в мероприятиях и выставках  разного уровня.

Воспитательные:

• Способствовать воспитанию личности обучающегося, задействовав для этих целей потенциал объединения детей;
• Формировать  высокую культуру труда и научного мировозрения;
• Развить  коммуникативные  навыки, умение работать в команде;
• Воспитать творческую  активность;
• Воспитать  уважение к труду и людям труда, чувство  гражданственности, самоконтроля

Ожидаемый результат реализации программы:

У обучающихся

• Появится интерес к самостоятельному изготовлению построек, умение применять полученные знания при проектировании и сборке конструкций, познавательная активность, воображение, фантазия и творческая инициатива.
• Сформируются конструкторские умения и навыки, умение анализировать предмет, выделять его характерные особенности, основные части, устанавливать связь между их назначением и строением.
• Совершенствуются коммуникативные навыки детей при работе в паре, коллективе, распределении обязанностей.
• Сформируются предпосылки учебной деятельности: умение и желание трудиться, выполнять задания в соответствии с инструкцией и поставленной целью, доводить начатое дело до конца, планировать будущую работу.

Планируемые результаты

К концу освоения программы дети овладевают знаниями и элементарными представлениями:

• правила безопасной работы;
• основные компоненты конструкторов;
• конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
• виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
• самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания;
• создавать модели при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу.

К концу освоения программы дети погружаются в практики и:

• демонстрируют технические возможности роботов,
• создают программы на компьютере для различных роботов с помощью педагога и запускают их самостоятельно;
• овладевают робото-конструированием,
• проявляют инициативу и самостоятельность в среде программирования LEGOWedo, LEGO Digital Designer, Технолаб, VEX.IQ общении, познавательно-исследовательской и технической деятельности;
• владеют разными формами и видами творческо-технической игры, различает условную и реальную ситуации, умеет подчиняться разным правилам и социальным нормам.

Формы проведения занятий

Первоначальное использование конструкторов  требует наличия готовых шаблонов: при отсутствии у многих детей практического опыта необходим первый этап обучения, на котором происходит знакомство с различными видами соединения деталей, вырабатывается умение читать чертежи и взаимодействовать в команде.

В дальнейшем, учащиеся отклоняются от инструкции, включая собственную фантазию, которая позволяет создавать совершенно невероятные модели.

Недостаток знаний для производства собственной модели компенсируется возрастающей активностью любознательности учащегося, что выводит обучение на новый продуктивный уровень.

Формы оценивания

Система отслеживания и оценивания результатов обучения проходит через:

• компетентностные испытания: демонстрация готовых работ (в рамках группы,  учреждения, родительских собраний), участие в мини-соревнованиях по робототехнике,  создание портофолио.
• анализ результатов: степень активности учащихся в группах, уровень знаний, умений, показанных учащимися в работе, рекомендации к совершенствованию, оценивание работы каждого с помощью учащихся, выполняющих функции судей.

Формы подведения итогов:

• Текущий контроль уровня усвоения материала осуществляется по результатам выполнения обучающимися практических заданий.
• Итоговый контроль реализуется в форме выставок роботов, соревнований по робототехнике.

Образовательные форматы

Образовательные форматы, в которые будут погружены обучающиеся: моделирование, конструирование, выполнение практических работ за компьютером, деловые и ролевые игры, соревнования, демонстрация моделей, проектная деятельность, групповые учебно-практические и теоретические занятия, работа по индивидуальным планам (исследовательские проекты), комбинированные занятия

Техническая платформа

Оборудование:

Программа предусматривает использование базовых датчиков и двигателей комплектов:  LEGOWedo, LEGO Digital Designer, Технолаб, VEX.IQ также изучение основ программирования.

Конструкторы: LEGOWedo, LEGO Digital Designer, Технолаб, VEX.IQ интерактивная доска, проектор, ноутбуки.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО СОСТАВА

Педагог, реализующий дополнительную общеобразовательную общеразвивающую программу:

Андреева Елена Александровна, педагог дополнительного образования.

Стаж работы – 12 лет

Образование – среднее специальное, квалификационная категория- высшая, пройдена переподготовка «Оператор ЭВМ», курсы повышения квалификации: «Лего-конструирование и робототехника как средство разностороннего развития ребенка дошкольного возраста в условиях реализации ФГОС ДО» (2019); «Интерактивные методы работы в дополнительном образовании и сопровождение мотивированных учащихся» (2020), «Технологика» (2020)

Содержание тематического модуля

«Робоквантум» направлен на овладение обучающимися навыками технического конструирования и программирования с помощью конструктора LEGO Wedo 2.0 ,VEX IQ навыками работы по предложенным инструкциям по сборке моделей. Модуль будет способствовать развитию у обучающихся образного, технического мышления, творческих способностей и умений выразить свой замысел; развитие умения творчески подходить к решению задачи;

Данный модуль нацелен на проектное обучение, что представляет собой творческую робототехнику, создание новых роботов, которые могли бы применяться в нашей жизни.

Содержание модуля построено по восходящей спирали: от простого к сложному.

УЧЕБНЫЙ ПЛАН

КАЛЕНДАРНЫЙ УЧЕБНЫЙ ГРАФИК (Приложение)

Модуль 1. « Робоквантум»

Образовательная задача модуля: овладение навыками технического конструирования и программирования с помощью конструктора LEGO Wedo 2.0,  VEX IQ

Учебные задачи модуля:

• овладение навыками работы по предложенным инструкциям по сборке моделей;
• развитие у обучающихся образного, технического мышления, творческих способностей и умений выразить свой замысел;
• развитие умения творчески подходить к решению задачи;
• развитие умения анализировать предмет, выделять его характерные особенности, основные функциональные части, устанавливать связь между их назначением и строением.
• учить мысленно, изменять пространственное положение конструируемого объекта, его частей, деталей, представлять какое положение они займут после изменения.
• учить анализировать условия функционирования будущей конструкции, устанавливать последовательность и на основе этого создавать образ объекта.

К концу освоения модуля дети овладевают знаниями и элементарными представлениями:

• основы программирования;
• программное обеспечение LEGO WeDo 2.0;
• особенности использование шкивов;
• способы увеличения тянущего усилия;
• повышающие и понижающие зубчатые передачи;
• использование зубчатых колес;
• увеличение и снижение скорости вращения датчика расстояния и датчика наклона;
• технология построения моделей
• конструктивное и аппаратное обеспечение платформы VEX IQ: джойстик, контроллер робота и их функции;
• первоначальные знания о конструкции робототехнических устройств;
• основы программирования виртуального робота;
• несложные исследования объектов и процессов внешнего мира;

К концу освоения модуля дети погружаются в практики и:

• овладевают навыками работы по предложенным инструкциям по сборке моделей
• могут  самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания;
• могут создавать модели при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;
• владеют разными формами и видами творческо-технической игры, различает условную и реальную ситуации, умеет подчиняться разным правилам и социальным нормам.

• проявляют инициативу и самостоятельность в среде программирования, LEGO Wedo, LEGO Digital Designer, VEX IQ, общении, познавательно-исследовательской и технической деятельности;
• владеют разными формами и видами творческо-технической игры, различает условную и реальную ситуации, умеет подчиняться разным правилам и социальным нормам.

Примерный учебно-тематический план

Содержание программы

Раздел 1

Тема 1.1. Вводное занятие

Теория: ТБ и санитарно-гигиенические требования на занятиях. Основы безопасной работы. Инструктаж по технике безопасности.

Практика: Просмотр видеороликов по технике безопасности.

Тема 1.2. Знакомство с конструктором и программным обеспечением Lego WeDo 2.0., LDD.

Теория: Детали Lego Wedo, цвет элементов и формы элементов. Мотор и оси, датчики, СмартХаб WeDo 2.0.

Практика: Сборка простейшей модели из деталей Lego. Подключение СмартХаба WeDo 2.0.

Тема 1.3. Сборка и программирование улитки, вентилятора.

Теория: Технология построения простой модели.  Особенности программирования.

Практика: Построение простой модели улитки, вентилятора. Сбор модели по инструкции. Просмотр мультфильма. Программирование модели. Создание и тестирование.

Тема 1.4. Изучение освоения космоса человеком. Сборка и программирование спутника.

Теория: Конструкция, процесс работы и особенности программы модели.

Практика: Разработка простейшей программы для модели.

Тема 1.5. Сборка и программирование робота-шпиона.

Теория: Технология конструирования и программирования робота- шпиона.

Практика: Сбор модели по инструкции. Программирование модели. Испытание.

Тема 1.6. Сборка конструкции «Майло: научный вездеход». Датчик перемещения. Датчик наклона. Совместная работа.

Теория: Технология построения и программирования модели научного вездехода

Практика: Сбор модели по инструкции. Программирование модели. Изменение поведения модели: установка датчиков. 

Тема 1.7. Тестовая работа. Мой собственный проект.

Теория: Разработка собственной модели.

Практика: Конструирование модели по замыслу. Программирование. Презентация.

Тема 1.8. Колебания. Сборка и программирование модели

Теория: «Робот-тягач», «дельфин» изучение схемы, подбор деталей.

Практика: Сборка модели по выбору обучающихся «Робот-тягач», «Дельфин» с использованием инструкции по сборке, набор на компьютере программы, подключение модели к компьютеру и запуск программы. Обсуждение работы модели. Внесение изменений в конструкцию и программу модели. Анализ работы модели

Тема 1.9. Езда. Сборка и программирование модели 

Теория: «Гоночный автомобиль», «Вездеход» знакомство с видами  автомобилей, изучение схемы.

Практика: Сборка модели по выбору обучающихся «Гоночный автомобиль», «Вездеход» с использованием инструкции по сборке, набор на компьютере программы, подключение модели к компьютеру и запуск программы. Обсуждение работы модели. Внесение изменений в конструкцию и программу модели. Анализ работы модели

Тема 1.10. Рычаг .Сборка и программирование модели

Теория: Конструкция модели «Землятресение», «Динозавр» процесс работы и особенности программы модели. Разработка простейшей программы для модели. Изменение программы работы готовой модели.

Практика: Сборка модели с использованием инструкции по сборке, набор на компьютере программы, подключение модели к компьютеру и запуск программы. Обсуждение работы модели. Внесение изменений в конструкцию и программу модели. Анализ работы модели

Тема 1.11. Ходьба. Сборка и программирование модели

Теория: Конструкция «Лягушка», «Горила» изучение инструкции по сборке, процесс работы и особенности программы модели. Разработка простейшей программы для модели. Изменение программы работы готовой модели.

Практика: Сборка модели с использованием инструкции по сборке, набор на компьютере программы, подключение модели к компьютеру и запуск программы. Обсуждение работы модели. Внесение изменений в конструкцию и программу модели. Анализ работы модели

Тема 1.12.  Вращение. Сборка и программирование модели

Теория: «Цветок», «Подъёмный кран» изучение инструкции по сборке, процесс работы и особенности программы модели. Разработка простейшей программы для модели. Изменение программы работы готовой модели.

Практика: Сборка модели с использованием инструкции по сборке, набор на компьютере программы, подключение модели к компьютеру и запуск программы. Обсуждение работы модели. Внесение изменений в конструкцию и программу модели. Анализ работы модели

Тема 1.13 Изгиб. Сборка и программирование модели

Теория: «Подводный шлюз», «Рыба» изучение инструкции по сборке, процесс работы и особенности программы модели. Разработка простейшей программы для модели. Изменение программы работы готовой модели.

Практика: Сборка модели с использованием инструкции по сборке, набор на компьютере программы, подключение модели к компьютеру и запуск программы. Обсуждение работы модели. Внесение изменений в конструкцию и программу модели. Анализ работы модели

Тема 1.14. Катушка. Сборка и программирование модели

Теория: «Вертолет», «Паук» изучение инструкции по сборке, процесс работы и особенности программы модели. Разработка простейшей программы для модели. Изменение программы работы готовой модели.

Практика: Сборка модели с использованием инструкции по сборке, набор на компьютере программы, подключение модели к компьютеру и запуск программы. Обсуждение работы модели. Внесение изменений в конструкцию и программу модели. Анализ работы модели

Тема 1.15. Подъём. Сборка и программирование модели

Теория: «Грузовик», «Мусоровоз» изучение инструкции по сборке, процесс работы и особенности программы модели. Разработка простейшей программы для модели. Изменение программы работы готовой модели.

Практика: Сборка модели с использованием инструкции по сборке, набор на компьютере программы, подключение модели к компьютеру и запуск программы. Обсуждение работы модели. Внесение изменений в конструкцию и программу модели. Анализ работы модели

Тема 1.16. Захват. Сборка и программирование модели

Теория: «Роботизированная рука», «Змея» изучение инструкции по сборке, процесс работы и особенности программы модели. Разработка простейшей программы для модели. Изменение программы работы готовой модели.

Практика: Сборка модели с использованием инструкции по сборке, набор на компьютере программы, подключение модели к компьютеру и запуск программы. Обсуждение работы модели. Внесение изменений в конструкцию и программу модели. Анализ работы модели

Тема 1.17. Толчок. Сборка и программирование модели 

Теория: «Гусеница», «Богомол» изучение инструкции по сборке, процесс работы и особенности программы модели. Разработка простейшей программы для модели. Изменение программы работы готовой модели.

Практика: Сборка модели с использованием инструкции по сборке, набор на компьютере программы, подключение модели к компьютеру и запуск программы. Обсуждение работы модели. Внесение изменений в конструкцию и программу модели. Анализ работы модели

Тема 1.18. Поворот. Сборка и программирование модели

Теория: «Устройство оповещения», «Мост» изучение инструкции по сборке, процесс работы и особенности программы модели. Разработка простейшей программы для модели. Изменение программы работы готовой модели.

Практика: Сборка модели с использованием инструкции по сборке, набор на компьютере программы, подключение модели к компьютеру и запуск программы. Обсуждение работы модели. Внесение изменений в конструкцию и программу модели. Анализ работы модели

Тема 1.19. Трал.  Сборка и программирование модели

Теория: «Очиститель моря», «подметально- уборочная машина» изучение инструкции по сборке, процесс работы и особенности программы модели. Разработка простейшей программы для модели. Изменение программы работы готовой модели.

Практика: Сборка модели с использованием инструкции по сборке, набор на компьютере программы, подключение модели к компьютеру и запуск программы. Обсуждение работы модели. Внесение изменений в конструкцию и программу модели. Анализ работы модели

Тема 1.20. Наклон. Сборка и программирование модели

Теория: «Светлячок», «Джостик» изучение инструкции по сборке, процесс работы и особенности программы модели. Разработка простейшей программы для модели. Изменение программы работы готовой модели.

Практика: Сборка модели с использованием инструкции по сборке, набор на компьютере программы, подключение модели к компьютеру и запуск программы. Обсуждение работы модели. Внесение изменений в конструкцию и программу модели. Анализ работы модели

Тема 1.21. Тестовая работа. Мой собственный проект.

Теория: Свободное конструирование. Самостоятельное   выполнение  постройки или робота, используя образец, схему и размещение элементов конструкции относительно друг друга.

Практика: Показ готовых моделей, защита работы.

Раздел 2

Тема 2.1. Вводное занятие. STEM. Робототехника и инженерия

Теория: Обучающиеся получат представления о роботизированных устройствах и их использовании на производстве и в научных исследованиях.

Практика: Обучающиеся должны будут назвать и охарактеризовать актуальные и перспективные информационные технологии; характеризовать профессии в сфере информационных технологий

Тема 2.2. Знакомство с образовательным конструктором  VEX IQ (детали, способы соединения)

Теория: Обучающиеся научатся анализировать устройство изделия» выделять детали их форму, определять взаимное расположение, виды соединения деталей.

Практика: Решать простейшие задачи конструктивного характера по изменению вида и способа соединения деталей.

Тема 2.3. Простые механизмы и движение. Ключевые понятия

Теория: Обучающиеся ознакомятся с простыми механизмами, маятниками и соответствующей терминологией, изучат основные понятия (центр тяжести, трение, мощность, скорость, крутящийся момент) необходимые для проектирования роботов и робототехнических систем, научатся осуществлять анализ объектов с выделением существенных признаков.

Практика: Испытание полученного продукта, анализировать возможные  технологические решения, определять их достоинства и недостатки в контексте заданной ситуации.

Тема 2.4. Испытание установки «Цепная Реакция»

Теория: Дети научатся планировать несложные исследования объектов и процессов внешнего мира.

Практика: Сборка устройства с цепной реакцией

Тема 2.5. Виды алгоритмов. Программирование виртуального робота. Изучение датчиков

Теория: Изучение видов алгоритмов: линейный, ветвящийся, циклический. Изучение строения и свойств датчика касания, датчика расстояния, датчика цвета.

Практика: Составление блок-схемы. Программирование датчика касания, датчика расстояния, датчика цвета в виртуальном мире.

Тема 2.6. Мой первый робот. Ходовая часть.  Автопилот

Теория: Знакомство с инструкцией.

Практика: Дети научатся решать задачи конструктивного характера и собирать базовую модель робота в соответствии с пошаговой инструкцией. Построение модели

Тема 2.7. Программирование Автопилота. Простые движения. Датчик расстояния. Прохождение лабиринта.

Теория: Дети знакомятся с принципами работы в среде программирования RobotC, видами алгоритмов.

Практика: Дети научатся строить программы для прохождения лабиринта Автопилотом.

Тема 2.8. Датчик расстояния. Прохождение лабиринта.

Теория: Дети знакомятся с принципами работы, видами алгоритмов, изучат устройство работы датчика расстояния

Практика: Прохождение лабиринта

Тема 2.9. Конструирование Clawbot  (клешня робота)

Теория: Знакомство с инструкцией.

Практика: Учащиеся конструируют клешню робота Clawbot.

Тема 2.10. Программирование Clawbot  (клешня робота)

Теория: Постановка задач перед роботом и его программирование. 

Практика: Учащиеся программируют клешню робота Clawbot. Запуск модели.

Тема 2.11. Тренировки на поле

Теория: Придумать алгоритм заданий для испытания робота.

Практика: Прохождение заданий на поле.

Тема 2.12. Робот Armbot.

Теория: Обсуждение конструкции робота

Практика: Подбор деталей. Конструирование робота Armbot.

Тема 2.13. Программирование робота  Armbot.

Теория: Обсуждение структуры программы Armbot.

Практика: Конструирование и программирование робота Armbot.

Тема 2.14. Соревнования Роботов- строителей.

Теория: Создание алгоритмов заданий

Практика: учащиеся делятся на команды и строят из кубов постройки, управляя роботом Armbot.

Тема 2.15. Робот V-Rex.

Теория: Обсуждение конструкции робота.

Практика: Конструирование робота V-Rex.

Тема 2.16. Программирование робота V-Rex.

Теория: Обсуждение структуры программы V-Rex.

Практика: Программирование робота V-Rex.

Тема 2.17. Гонки динозавров.

Теория: Подготовка к соревнованиям.

Практика: Дети делятся на команды  и соревнуются в быстроте сконструированных роботов.

Тема 2.18. Сборка и презентация своей модели

Теория: Дети получат возможность научиться понимать особенности проектной деятельности, планировать несложные исследования объектов, осуществлять под руководством педагога элементарную проектную деятельность в малых группах: разрабатывать замысел, искать пути реализации и воплощать его в продукте.

Практика: Подбор деталей, конструирование робота.

Тема 2.19. Программирование своей модели

Теория: Разработка структуры.

Практика: Программирование собственного продукта и его демонстрация

Тема 2.20. Итоговое мероприятие

Теория: Просмотр и обсуждение роботов.

Практика: Выставка своих роботов.

Методическое и дидактическое обеспечение занятий:

Перечень информационно-методических материалов

1. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором Перворобот LEGO ® WeDo ™ (LEGO Education WeDo)», Mini-Town Airport, Новая стройка, ТЕХНО конструктор, Конструктор металлический, Holz – Konstruktion, конструкторы из серии Polydron, MRT2, Huna Kicky, Технолаб.
2. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором и комплект заданий  к набору 9689 и 9686 «Простые механизмы»».
3. Кибернетика без математики. Шилейко А.В., Шилейко Т.И., 1977
4. Сборка и программирование мобильных роботов в домашних условиях / Ф.Жимарши; пер. с фр. М.А.Комаров. – М.; НТ Пресс, 2007. – 288 с.: ил.
5. Каширин Д.А. Основы робототехники VEX-IQ. Учебно- методическое пособие для учителя . ФГОС/ Д.А. Федорова. –М. : Издательство «Экзамен», 2016.-136 с.
6. Мацаль И.И. Основы робототехники VEX-IQ. Учебно- методическое пособие для ученика. ФГОС/ И.И. Мацаль, А.А. Нагорный. –М. : Издательство «Экзамен», 2016.- 144 с.

Перечень специального оборудования: Моноблоки, видеопроектор, видеозаписи, СD/DVD диски, конструкторы.

Форма занятий: практическое,  занятие – игра, занятие-соревнование, комбинированное, занятие-соревнование

Методы обучения: словесный, наглядный, практический, объяснительно-иллюстративный, проблемный, частично-поисковый.

Форма подведения итогов: собеседование, тестирование, соревнования

Список литературы

1. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором Перворобот LEGO ® WeDo ™ (LEGO Education WeDo)»
2. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором и комплект заданий  к набору 9689 и 9686 «Простые механизмы»».
3. Кибернетика без математики. Шилейко А.В., Шилейко Т.И., 1977
4. Сборка и программирование мобильных роботов в домашних условиях / Ф.Жимарши; пер. с фр. М.А.Комаров. – М.; НТ Пресс, 2007. – 288 с.: ил.
5. Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЭН», 2001. – 125 с.
6. Энциклопедический словарь юного техника. – М., «Педагогика», 1988. – 463 с.
7. «Робототехника для детей и родителей» С.А. Филиппов, Санкт-Петербург «Наука» 2010. – 195 с.
8. Программа курса «Образовательная робототехника» . Томск: Дельтаплан, 2012.- 16с.
9. Книга для учителя компании LEGO System A/S, Aastvej 1, DK-7190 Billund, Дания; авторизованный перевод – Институт новых технологий г. Москва.
10. Сборник материалов международной конференции «Педагогический процесс,как непрерывное развитие творческого потенциала личности» Москва.: МГИУ, 1998г.
11. Журнал «Самоделки».  Г. Москва. Издательская компания  «Эгмонт Россия Лтд.» LEGO. Г. Москва. Издательство ООО «Лего».
12. Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, - 87 с., илл.
13. Каширин Д.А. Основы робототехники VEX-IQ. Учебно- методическое пособие для учителя . ФГОС/ Д.А. Федорова. –М. : Издательство «Экзамен», 2016.-136 с.
14. Мацаль И.И. Основы робототехники VEX-IQ. Учебно- методическое пособие для ученика. ФГОС/ И.И. Мацаль, А.А. Нагорный. –М. : Издательство «Экзамен», 2016.- 144 с.
15. Интернет – ресурсы:
16. http://int-edu.ru
17. http://7robots.com/
18. http://www.spfam.ru/contacts.html 
19. http://robocraft.ru/ 
20. http://iclass.home-edu.ru/course/category.php?id=15 
21.  http://insiderobot.blogspot.ru/
22. https://sites.google.com/site/nxtwallet/
23. http://vex.examen-technolab.ru/vexiq/

КАЛЕНДАРНЫЙ УЧЕБНЫЙ ГРАФИК

МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СУРГУТСКОГО РАЙОНА

«ЦЕНТР ДЕТСКОГО ТВОРЧЕСТВА»

Принята                                                                Утверждено

педагогическим советом                                        приказ № 296

протокол № 1 от 30.08.2019г                                        от 02.09.2019г

Дополнительная общеобразовательная программа

«Лего-робототехника»

Направленность: техническая

Возраст детей: 7-13 лет

Срок реализации-1 год

г.п. Белый Яр

2019г.

Паспорт программы

Пояснительная записка

Очевидно, что современное образование немыслимо без робототехники. Робототехника - это проектирование, конструирование и программирование всевозможных интеллектуальных механизмов - роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами. В последнее время она стала занимать существенное место от дошкольного до университетского образовании. Лидирующие позиции в области школьной робототехники на сегодняшний день занимает фирма LEGO с образовательными конструкторами.

Общеобразовательная программа «Лего- робототехника» имеет техническую направленность, разработана на основе: учебника Копосова Д.Г. «Первый шаг в робототехнику» (практикум для 5-6 классов), книги для учителя по работе с конструктором Перворобот LEGO® WeDo”.

В настоящий момент в России развиваются нано технологии, электроника, механика и программирование. Созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники.

Данная        программа        разработана        на        основании        законодательных        и нормативно-правовых документов: Федеральный закон №273-ФЗ от 21.12.2012 года «Об образовании Российской Федерации»; Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 29 августа 2013 г.1008 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»; Постановление от 04.07.2014г. № 41 « Об утверждении СанПин 2.2.4.3172-14 (Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей); Концепция развития дополнительного образования детей в ХМАО-Югре до 2020 года; Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые программы) (Минобрнауки г. Москва, АНО ДПО «Открытое образование», 2015 г.). Содержание данной программы соответствует целям и задачам, стоящим перед дополнительным образованием на сегодняшний день.

Актуальность программы обусловлена тем, что использование ЛЕГО-конструирования  будет способствовать овладению обучающимися  навыками начального технического конструирования, развитию мелкой моторики, координации «глаз-рука», изучению понятий конструкций и ее основных свойств (жесткости, прочности и устойчивости), развитию навыков взаимодействия в группе. Педагогическая целесообразность программы заключается в том, что в процессе конструирования и программирования дети научатся объединять реальный мир с виртуальным, получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики.

Новизна программы заключается в исследовательско-технической направленности обучения, которое базируется на новых информационных технологиях, что способствует развитию информационной культуры и взаимодействию с миром технического творчества. Авторское воплощение замысла в автоматизированные модели и проекты особенно важно для старших дошкольников, у которых наиболее выражена исследовательская (творческая) деятельность.

Инновационная направленность программы заключается в интегрировании различных общеобразовательных предметов:

• естественные науки: изучение процесса передачи движения и преобразования энергии, ознакомление с более сложными типами движения, использующими кулачок, червячное и коронное зубчатые колеса, понимание того, что трение влияет на движение модели.
• технология (проектирование): создание и программирование действующих моделей, интерпретация двухмерных и трехмерных иллюстраций и моделей, использование программного обеспечения для обработки информации, умение работать с цифровыми инструментами и технологическими системами, сборка, программирование и испытание моделей.

• математика: измерение времени, расстояния, использование чисел для задания звуков и продолжительности работы мотора, при измерениях и при оценке качественных параметров, установление взаимосвязи между расстоянием до объекта и показанием датчика расстояния, между положением модели и показаниями датчика наклона, использование таблиц для отображения и анализа данных, построение трехмерных моделей по двухмерным чертежам, программирование заданного поведения модели.

• развитие речи: общение в устной или в письменной форме с использованием специальных терминов, подготовка и проведение демонстрации модели, описание логической последовательности событий, оформление визуальными и звуковыми эффектами, применение мультимедийных технологий для генерирования и презентации идей.

Цель и задачи программы

Цель программы: способствовать формированию у обучающихся общенаучных и технологических навыков конструирования и проектирования, приемов сборки и программирования робототехнических средств

Задачи:

• сформировать у обучающихся первичное представление о робототехнике, ее значении в жизни человека, о профессиях связанных с изобретением и производством технических средств;
• приобщать к научно – техническому творчеству: развивать умение постановки технической задачи, сбирать и изучать нужную информацию, находить конкретное решение задачи и материально осуществлять свой творческий замысел;
• сформировать у обучающихся представление об  основных приемах сборки и программирования робототехнических средств в средах: LEGOWedo, LEGO Digital Designer,  NXT 2.1 Programming;
• научить обучающихся применять на практике приемы сборки и программирования робототехнических средств;
• способствовать развитию творческой инициативы, самостоятельности, способности логически мыслить, анализировать;
• организовать условия для формирования у обучающихся  навыков самостоятельной деятельности, умений работать в коллективе.

Отличительная особенность данной образовательной программы в том, что она сочетает в себе основы  программирования и составления программ в различных средах: LEGOWedo, LEGO Digital Designer,  NXT 2.1 Programming.

Программа  адресована обучающимся 7-13 лет и рассчитана на 1 год обучения (42 учебных недели) – 168 часов в год,  4 часа в неделю, из них -2 часа на индивидуальную работу. Занятия проводятся в следующем режиме: 9 месяцев- 2 раза в неделю по 2 академических часа (40 минут), 1 месяц -2 раза в неделю по 2,3 академических часа.

Основные практики, в которые погружаются обучающиеся:

• знакомство с интернет - ресурсами, связанными с робототехникой;
• проектная деятельность;
• работа в парах, в группах, индивидуально;
• соревнования роботов.

Планируемые результаты

Образовательные

• обучающийся достаточно хорошо владеет устной речью, способен объяснить техническое решение, может использовать речь для выражения своих мыслей, чувств и желаний, построения речевого высказывания в ситуации творческо-технической и исследовательской деятельности;
• обучающийся способен выбирать технические решения, участников команды, малой группы (пары);
• обучающийся обладает развитым воображением, которое реализуется в разных видах исследовательской и творческо-технической деятельности,  в строительной игре и конструировании; по разработанной схеме с помощью педагога, запускает программы на компьютере для различных роботов;
• у ребенка развита крупная и мелкая моторика, он может контролировать свои движения и управлять ими при работе с Lego-конструктором;
• обучающийся способен к волевым усилиям при решении технических задач, может следовать социальным нормам поведения и правилам в техническом соревновании, в отношениях со взрослыми и сверстниками.

Предметные результаты

К концу освоения первого модуля дети овладевают знаниями:

• о робототехнике,
• о  компьютерной среде, включающей в себя графический язык программирования.
• о правилах безопасного поведения при работе с электротехникой, инструментами, необходимыми при конструировании робототехнических моделей.

К концу освоения первого модуля дети погружаются в практики и

• создают действующие модели роботов на основе конструктора LEGO We Do по разработанной схеме;
• демонстрируют технические возможности роботов,
• создают программы на компьютере для различных роботов с помощью педагога и запускают их самостоятельно.

К концу освоения второго модуля дети овладевают знаниями:

• о разных формах и видах творческо-технической игры,
• об основных компонентах конструктора LEGOWedo, LEGO Digital Designer;
• о видах подвижных и неподвижных соединений в конструкторе,
• об основных понятиях, применяемых в робототехнике,

К концу освоения первого модуля дети погружаются в практики и

• различают условную и реальную ситуации,
• умеют подчиняться разным правилам и социальным нормам;
•  соблюдают правила безопасного поведения при работе с электротехникой, инструментами, необходимыми при конструировании робототехнических моделей.
• овладевают робото-конструированием, проявляют инициативу и самостоятельность в среде программирования LEGOWedo, LEGO Digital Designer, общении, познавательно-исследовательской и технической деятельности.

Компетентностные результаты:

• обучающийся проявляет интерес к исследовательской и творческо-технической деятельности, задает вопросы взрослым и сверстникам, интересуется причинно-следственными связями, пытается самостоятельно придумывать объяснения технические задачи; склонен наблюдать, экспериментировать;
• обучающийся способен к принятию собственных творческо-технических решений, опираясь на свои знания и умения, самостоятельно создает авторские модели роботов на основе конструктора LEGOWedo, LEGO Digital Designer; создает и запускает программы на компьютере для различных роботов самостоятельно, умеет корректировать программы и конструкции;
•  обучающийся активно взаимодействует со сверстниками и взрослыми, участвует в совместном конструировании, техническом творчестве имеет навыки работы с различными источниками информации;
• обучающийся способен договариваться, учитывать интересы и чувства других, сопереживать неудачам и радоваться успехам других, адекватно проявляет свои чувства, в том числе чувство веры в себя, старается разрешать конфликты;
• обучающийся обладает установкой положительного отношения к робото-конструированию, к разным видам технического труда, другим людям и самому себе, обладает чувством собственного достоинства.

Основные методы обучения

В образовательной программе используются методы обучения, которые обеспечивают продуктивное научно-техническое образование. Обучение опирается на такие виды образовательной деятельности, которые позволяют обучающимся:

•  познавать окружающий мир (когнитивные);
•  создавать при этом образовательную продукцию (креативные);
• организовывать образовательный процесс (оргдеятельностные).

Использование совокупности методов, представленных в данной классификации, позволяет наиболее точно охарактеризовать (проанализировать) образовательный процесс и, при необходимости, корректировать его в соответствии с поставленной в программе целью.

Когнитивные методы, или методы учебного познания окружающего мира - это, прежде всего, методы исследований в различных науках – методы сравнения, анализа, синтеза, классификации. Применение когнитивных методов приводит к созданию образовательной продукции, т.е. к креативному результату, хотя первичной целью использования данных методов является познание объекта.

Метод эвристических вопросов предполагает для отыскания сведений о каком-либо событии или объекте задавать следующие семь ключевых вопросов: Кто? Что? Зачем? Чем? Где? Когда? Как?

Метод сравнения применяется для сравнения разных версий моделей обучающихся с созданными аналогами.

Метод эвристического наблюдения ставит целью научить детей добывать и конструировать знания с помощью наблюдений. Одновременно с получением заданной педагогом информации многие обучающиеся видят и другие особенности объекта, т.е. добывают новую информацию и конструируют новые знания.

Метод фактов учит отличать то, что видят, слышат, чувствуют обучающиеся, от того, что они думают. Таким образом, происходит поиск фактов, отличие их о т не фактов, что важно для инженера-робототехника.

Метод конструирования понятий начинается с актуализации уже имеющихся представлений обучающихся. Сопоставляя и обсуждая детские представления о понятии, педагог помогает достроить их до некоторых культурных форм. Результатом выступает коллективный творческий продукт – совместно сформулированное определение понятия.

Метод прогнозирования применяется к реальному или планируемому процессу. Спустя заданное время прогноз сравнивается с реальностью. Проводится обсуждение результатов, делаются выводы.

Метод ошибок предполагает изменение устоявшегося негативного отношения к ошибкам, замену его на конструктивное использование ошибок. Ошибка рассматривается как источник противоречий, феноменов, исключений из правил, новых знаний, которые рождаются на противопоставлении общепринятым.

Креативные методы обучения ориентированы на создание обучающимися личного образовательного продукта – совершенного робота, путем проб, ошибок, накопленных знаний и поиском оптимального решения проблемы.

Метод «Если бы…» предполагает составить описание того, что произойдет, если в автоматизированной системе что-либо изменится.

«Мозговой штурм» ставит основной задачей сбор как можно большего числа идей в результате освобождения участников обсуждения от инерции мышления и стереотипов.

Метод планирования предполагает планирование образовательной деятельности на определенный период - занятие, неделю, тему, творческую работу.

Метод контроля в научно-техническом обучении образовательный продукт юного конструктора и программиста оценивается по степени отличия от заданного, т.е. чем больше оптимальных конструкторских идей выдумывают обучающиеся, тем выше оценка продуктивности его образования.

Метод рефлексии помогает обучающимся формулировать способы своей деятельности, возникающие проблемы, пути их решения и полученные результаты, что приводит к осознанному образовательному процессу.

Метод самооценки вытекает из методов рефлексии, носят количественный и качественный характер, отражают полноту достижения обучающимся цели.

Формы оценивания

Система отслеживания и оценивания результатов обучения проходит через:

• компетентностные испытания: демонстрация готовых работ (в рамках группы,  учреждения, родительских собраний), участие в соревнованиях по робототехнике,  создание портофолио.
• защита работы: погружение в проект (выбор темы и ее конкретизация; определение цели и формулирование задачи; поиск источников информации  и определение списка литературы; выдача рекомендаций (требования, сроки, график выполнения, консультации и пр.); поисково-исследовательский этап (определение источников информации; планирование способов сбора и анализа информации; проведение исследования; сбор и систематизация материалов); трансляционно-оформительский этап («предзащита проекта»; доработка проекта с учетом замечаний и предложений; подготовка к публичной защите ); заключительный этап (публичная защита фильма-проекта; подведение итогов, конструктивный анализ работы)
• анализ результатов: степень активности учащихся в группах, уровень знаний, умений, показанных учащимися в работе, рекомендации к совершенствованию, оценивание работы каждого с помощью учащихся, выполняющих функции судей.

Формы подведения итогов:

• Текущий контроль уровня усвоения материала осуществляется по результатам выполнения обучающимися практических заданий.
• Итоговый контроль реализуется в форме выставок роботов, соревнований по робототехнике.

Образовательные форматы

Образовательные форматы, в которые будут погружены обучающиеся: моделирование, конструирование, выполнение практических работ за компьютером, деловые и ролевые игры, соревнования, демонстрация моделей, проектная деятельность, групповые учебно-практические и теоретические занятия, работа по индивидуальным планам (исследовательские проекты), комбинированные занятия.

Техническая платформа

Оборудование:

Современные робототехнические системы включают в себя микропроцессорные системы управления, системы движения, оснащенные развитым сенсорным обеспечением и средствами адаптации к изменяющимся условиям внешней среды. При изучении таких систем широко используются модели. Одним из первых конструкторов, с помощью которых можно создавать программируемые модели, является комплект LEGO WeDo— конструктор (набор сопрягаемых деталей и электронных блоков) для создания программируемого робота.

Программа предусматривает использование базовых датчиков и двигателей комплекта LEGO WeDo, также изучение основ программирования в среде LEGO WeDo.

Конструкторы: «ПервоРобот LEGO WeDo», Lego Mindstorms NXT, интерактивная доска, проектор, моноблоки.

Программное обеспечение ПервоРобот LEGO WeDo, которое включает в себя:

В набор входят 158 элементов, включая USB ЛЕГО-коммутатор, мотор, датчик наклона и датчик расстояния, позволяющие сделать модель более маневренной и «умной». USB LEGO-коммутатор. Через этот коммутатор осуществляется управление датчиками и моторами при помощи программного обеспечения WeDo™. Через два разъёма коммутатора подаётся питание  на моторы и проводится обмен данными между датчиками и компьютером. Программное обеспечение LEGO® WeDo автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик. Программа может работать с тремя USB LEGO-коммутаторами одновременно. Мотор можно запрограммировать направление вращения мотора (по часовой стрелке или против) и его мощность. Питание на мотор (5В) подаётся через USB порт компьютера.  К мотору можно подсоединять оси или другие LEGO-элементы.

Датчик наклона

Датчик наклона сообщает о направлении наклона. Он различает шесть положений: «Носом вверх», «Носом вниз», «На левый бок», «На правый бок», «Нет наклона» и «Любой наклон».

Датчик расстояния

Датчик расстояния обнаруживает объекты на расстоянии до 15 см.  

Программное обеспечение ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo Software) Программное обеспечение конструктора WeDo™ предназначено для создания программ путём перетаскивания Блоков из Палитры на Рабочее поле и их встраивания в цепочку программы. Для управления моторами, датчиками наклона и расстояния, предусмотрены соответствующие блоки. Кроме них имеются и Блоки для управления клавиатурой и дисплеем компьютера, микрофоном и громкоговорителем. Программное обеспечение автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик, подключенный к портам LEGO®-коммутатора, комплект содержит 12 заданий. Все задания снабжены анимацией и пошаговыми сборочными инструкциями.

Содержание по тематическим модулям

 Образовательная программа состоит из двух модулей:  

I модуль – «Робототехника. Основы конструирования»  направлен на овладение обучающимися навыками начального технического конструирования;

2 модуль - «Решение прикладных задач» направлен на  формирование умений извлекать информацию из текста и иллюстрации, умению на основе анализа рисунка- схемы делать выводы, мобильно перестраивать свою работу в соответствии с полученными данными, конструировать и собирают забавные механизмы

Содержание модулей построено по восходящей спирали: от простого к сложному.

Модуль I. Робототехника. Основы конструирования. Знакомство с робототехникой. Основной предметной областью является  познания в области естественно – научных представлений  о роботах, их происхождении, предназначении и видах, правилах робототехники, особенностях конструирования, о   приемах сборки и программирования. Дети знакомятся с краткой историей робототехники, знаменитыми людьми в этой области, различными видами робототехнической деятельности: конструирование, программирование, соревнования, подготовка видео - обзора. Данный модуль используется  как справочный материал при работе с комплектом заданий. Он изучается и на отдельных занятиях, чтобы познакомить детей с основами построения механизмов и программирования. Модуль формирует представления детей о взаимосвязи программирования и механизмов движения: - что происходит после запуска и остановки  цикла программы? Как изменить  значение входных параметров программы.  Какие функции выполняет блоки программы. На занятиях дети знакомятся с ременными передачами, экспериментируют со шкивами разных размеров, прямыми и перекрёстными ременными передачами, исследуют влияние размеров зубчатых колёс на вращение волчка. Занятия  посвящено изучению принципа действия рычагов и кулачков, а также знакомству с основными видами движения. Дети изменяют количество и положение кулачков, используя их для передачи усилия.

Модуль 2. «Решение прикладных задач. Основной предметной областью является естественно - научные представления и развитие математических способностей. Модуль раскрывает перед детьми понимание того, что система должна реагировать на свое окружение. На занятиях «Голодный аллигатор» дети программируют аллигатора, чтобы он закрывал пасть, когда датчик расстояния обнаруживает в ней «пищу». На занятии «Рычащий лев» ученики программируют льва, чтобы он сначала садился, затем ложился и рычал, учуяв косточку. На занятии «Порхающая птица» создается программа, включающая звук хлопающих крыльев, когда датчик наклона обнаруживает, что хвост птицы поднят или опущен. Кроме того, программа включает звук птичьего щебета, когда птица наклоняется, и датчик расстояния обнаруживает приближение земли. На занятии «Нападающий» измеряют расстояние, на которое улетает бумажный мячик. На занятии «Вратарь» дети подсчитывают количество голов, промахов и отбитых мячей, создают программу автоматического ведения счета. На занятии «Ликующие болельщики» воспитанники используют числа для оценки качественных показателей, чтобы определить наилучший результат в трёх различных категориях.

Большое внимание в программе уделяется развитию творческой фантазии детей. Они уже конструируют не по готовому образцу, а по собственному воображению, иногда обращаясь к фотографии, чертежу. Нередко у детей возникает желание переделать игрушки, постройки или изготовить новые. Конструктор LEGO и программное обеспечение к нему LEGO WeDO предоставляет прекрасную возможность учиться ребенку на собственном опыте.

Модуль I. Робототехника. Основы конструирования

Образовательная задача модуля: овладение навыками начального технического конструирования

Учебные задачи модуля:

1. знакомство с робототехникой,
2. изучение понятий конструкций и ее основных свойств (жесткости, прочности и устойчивости),
3. развитие мелкой моторики, координацию «глаз-рука»,
4. развитие навыков взаимодействия в группе.

Программа 1 модуля

Содержание программы  1 модуля

I этап. Первые шаги

Тема 1.1. Вводное занятие

Теория: Знакомство с обучающимися. ТБ и санитарно-гигиенические требования на занятиях. Понятие  «роботы». Особенности соревнований роботов: Евробот, фестиваль мобильных роботов, олимпиады роботов. Спортивная робототехника, бои роботов (неразрушающие). Конструкторы и «самодельные» роботы.

Практика: Ролики, фотографии и мультимедиа. Просмотр и анализ видеофильмов о роботах.

Тема 1.2. Сборка и программирование 

Теория: Программное обеспечение LEGO® Education WeDo™ .

Практика: Просмотр и обсуждение слайдов с изображением программного обеспечения.

Тема 1.3. Повышающие и понижающие зубчатые передачи

Теория: Использование зубчатых колес.  Увеличение и снижение скорости вращения.

Практика: Просмотр и обсуждение слайдов с изображением зубчатых колес. Сборка простых моделей.

Тема 1.4. Шкивы

Теория: Использование шкивов. Увеличение тянущего усилия.

Практика: Просмотр и обсуждение слайдов с изображением шкивов в различных механизмах (ремень привода вентилятора, лифт, паровая лопата, флагшток, веревка на роликах для сушки белья, кран). Сборка простых моделей.

Тема 1.5. Датчик расстояния и датчик наклона

Теория: Датчик расстояния и датчик наклона. Использование датчиков в быту и на производстве. Использование датчиков в Лего –конструкторе.

Практика: Просмотр и обсуждение мини-мультфильмов с использованием датчиков в Лего -конструкторе. Сборка простых моделей.

II этап. Забавные механизмы

Тема 2.1. Танцующие птицы

Теория: Особенности конструирование механических птиц. Последовательность сборки моделей. Способы программирования моделей танцующих птиц.

Практика: Сборка модели по инструкции. Просмотр мультфильма. Программирование модели.

Тема 2.2. Умная вертушка

Теория: Последовательность построения модели механического устройства для запуска волчка и его программирование.

Практика: Построение модели механического устройства для запуска волчка. Сбор модели по инструкции. Просмотр мультфильма. Программирование модели.

Тема 2.3. Обезьянка-барабанщица

Теория: Технология построения модели механической обезьянки с поднимающимися и опускающимися руками. Изучение рычажного механизма и влияние конфигурации кулачкового механизма на ритм барабанной дроби.

Практика: Построение модели механической обезьянки с поднимающимися и опускающимися руками. Сбор модели по инструкции. Просмотр мультфильма. Программирование модели.

Тема 2.4. Дополнительные задания

Теория: Особенности устройства жилого дома современного типа с автоматизацией и высокотехнологичными устройствами. Изучение рычажного механизма и влияние датчика расстояния на приближение детали.

Практика: Построение модели современного жилого дома. Сбор модели по инструкции. Программирование модели с рычажным механизмом и датчиком расстояния.

III этап. Звери

Тема 3.1. Голодный аллигатор

Теория: Основы конструирования и программирования механического аллигатора, открывающего и  захлопывающего пасть, издающего различные звуки. Изучение рычажного механизма и влияние датчика расстояния на приближение детали.

Практика: Конструирование и программирование механического аллигатора, открывающего и  захлопывающего пасть, издающего различные звуки. Сбор модели по инструкции. Просмотр мультфильма. Программирование модели.

Тема 3.2. Рычащий лев

Теория: Технология построения модели механического льва. Особенности программирования льва, издающего звуки (рычание), поднимающегося  и опускающего на передних лапах.

Практика: Построение модели механического льва и его программирование. Сбор модели по инструкции. Просмотр мультфильма. Программирование модели. Создание и испытание движущейся модели льва. Усложнение поведения путем добавления датчика наклона и программирования воспроизведения звуков синхронно с движениями льва.

Тема 3.3. Порхающая птица

Теория: Технология построения модели механической птицы.  Особенности программирования птицы, издающей звуки,  хлопающей крыльями, поднимающей  и опускающей хвост.

Практика: Построение модели механической птицы. Сбор модели по инструкции. Просмотр мультфильма. Программирование модели. Создание и тестирование движения птицы. Усложнение поведения птицы путём установки на модель датчика расстояния и программирования воспроизведения звуков, синхронизированных с движениями птицы.

Тема 3.4. Дополнительные задания

Теория: Особенности конструирования дома лесного типа (дом бабы Яги),  поворачивающегося на куриных ножках на голос.  Технология построения модели избушки, реагирующей на звуковой датчик.

Практика: Построение модели избушки, реагирующей на звуковой датчик. Просмотр видео. Сбор свободного моделирования. Программирование модели.

IV этап. Футбол

Тема 4.1. Нападающий

Теория: Особенности конструирования и программирования механического футболиста, бьющего ногой по мячу.

Практика: Сбор модели по инструкции. Программирование модели. Построение модели футболиста и испытание её в действии. Изменение поведения футболиста путём установки на модель датчика расстояния.

Тема 4.2. Вратарь

Теория: Конструирование и программирование механического вратаря, способного перемещаться вправо и влево, отбивающего бумажный шарик. Использование входа «Случайное число» для установления обратной связи.

Практика: Конструирование механического вратаря. Сбор модели по инструкции. Программирование модели. Построение модели механического вратаря и испытание её в действии. Усложнение поведения вратаря путём установки на модель датчика расстояния и программирования системы автоматического ведения счёта игры.

Тема 4.3. Ликующие болельщики

Теория: Технология конструирования и программирования механических футбольных болельщиков, издающих приветственные возгласы и подпрыгивающих на месте.

Практика: Конструирование механических футбольных болельщиков. Сбор модели по инструкции. Программирование модели. Построение модели ликующих болельщиков и испытание её в действии. Изменение поведения болельщиков путём установки на модель датчика расстояния.

Методическое и дидактическое обеспечение занятий

Перечень информационно-методических материалов

1. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором Перворобот LEGO ® WeDo ™ (LEGO Education WeDo)»
2. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором и комплект заданий  к набору 9689 и 9686 "Простые механизмы"».
3. Кибернетика без математики. Шилейко А.В., Шилейко Т.И., 1977
4. Сборка и программирование мобильных роботов в домашних условиях / Ф.Жимарши; пер. с фр. М.А.Комаров. - М.; НТ Пресс, 2007. - 288 с.: ил.

Перечень специального оборудования: Моноблоки, видеопроектор, видеозаписи, СD/DVD диски, конструкторы.

Форма занятий: практическое, комбинированное, занятие - игра, занятие-путешествие, занятие-соревнование.

Методы обучения: словесный, наглядный, практический, объяснительно-иллюстративный, проблемный, частично-поисковый.

Форма подведения итогов: собеседование, тестирование, соревнования.

Модуль 2. Решение прикладных задач

Образовательная задача модуля: овладение навыками технического конструирования и программирования

Учебные задачи модуля:

• овладение навыками работы по предложенным инструкциям по сборке моделей;
• развитие у обучающихся образного, технического мышления, творческих способностей и умений выразить свой замысел;
• развитие умения творчески подходить к решению задачи;
• развитие умений излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Содержание программы 2 модуля

V этап. Приключения

Тема 5.1. Спасение самолета

Теория: Технология построения и программирования модели самолета, с регулируемой скоростью вращения пропеллера в зависимости от положения носа. Усовершенствование модели самолёта путём программирования звуков, зависящих от показаний датчика наклона.

Практика: Сбор модели по инструкции. Программирование модели. Построение модели самолёта, испытание её движения и уровня мощности мотора.

Тема 5.2. Разбуди великана

Теория: Технология построения и программирования модели механического «спящего» великана,  реагирующего на звук.

Практика: Сбор модели по инструкции. Программирование модели. Построение модели великана и испытание её в действии. Изменение поведения модели: установка датчика расстояния и программирование реакции великана на появление вблизи него каких-либо объектов. 

Тема 5.3. Непотопляемый парусник

Теория: Последовательность построения и программирования модели парусника, покачивающегося вперёд и назад (как будто плывет по волнам) с соответствующими звуками.

Практика: Построение модели лодки, испытание её в движении и проверка работы мотора при разных уровнях мощности. Программирование модели.  Установка датчика наклона и программирование воспроизведения звуков синхронно с сигналами, поступающими от датчика для усложнения поведения модели лодки. 

Тема 5.4. Дополнительные задания

Теория: Аквариум и его назначение. Особенности построения и программирования модели различных животных и рыб по выбору. Технология выполнения проекта «Аквариум».

Практика: Просмотр видео. Сбор свободного моделирования. Программирование модели. Выполнение проекта «Аквариум». Использование датчиков наклона и расстояния.

Тема 5.5.Свободная сборка модели и программирование на время

Теория: Способы построения и программирования моделей различного вида.

Практика: Сборка модели по выбору обучающихся. Программирование модели. Использование датчиков наклона и расстояния.

VI этап. Архитектура

Тема 6.1. Колесо обозрения 

Теория: Технология построения и программирования модели аттракциона колеса обозрения, с регулируемой скоростью вращения в зависимости от датчика расстояния.

Практика: Сбор модели по инструкции. Программирование модели. Построение модели аттракциона колеса обозрения, с регулируемой скоростью вращения в зависимости от датчика расстояния.

Тема 6.2. Избушка Бабы - Яги

Теория: Технология построения и программирования модели избушки. Просмотр презентации.

Практика: Сбор модели по инструкции. Программирование модели. Построение модели избушка и испытание её в действии. Изменение поведения модели: установка датчика расстояния и программирование модели на появление вблизи него каких-либо объектов. 

Тема 6.3. Дом и машина

Теория: Последовательность построения и программирования моделей дома, машины и качелей с детьми.

Практика: Сбор модели по инструкции. Программирование модели. Построение моделей дома, машины и качелей с детьми и испытание её в действии. Изменение поведения модели: установка датчика расстояния и программирование модели на появление вблизи него каких-либо объектов. 

Тема 6.4. Дополнительные задания

Теория: Архитектура в жизни. Особенности построения и программирования различных моделей. Технология выполнения проектов: «Детская площадка», «Парк аттракционов», «Детская комната».

Практика: Выполнение проектов: «Детская площадка», «Парк аттракционов», «Детская комната».  Использование датчиков наклона и расстояния. Программирование.

VII  этап. II Шаги. Конструкторы серии 9686 и 9689

Тема 7.1. Технология. Проектирование моделей

Теория: Набор 9689 и 9686 "Простые механизмы". Первый опыт научного подхода к исследованиям, включающим в себя наблюдение, осмысление, прогнозирование и критический анализ.

Практика: Просмотр слайдов. Изучение деталей конструктора. Изучение инструкций.

Тема 7.2. Скорость вращения

Теория: Уменьшение скорости вращения. Увеличение скорости вращения.  Зацепление под углом.

Практика: Сбор простейших моделей. Испытание моделей на увеличение и уменьшение скорости вращения.

Тема 7.3. Проектные задания

Теория: Использование датчиков наклона и расстояния.

Практика: Работа по группам.  Сбор свободной модели. Программирование модели с использованием датчиков наклона и расстояния.

VIII этап. III шаги. LEGO Digital Designer.

Тема 8.1. Программная среда LEGO Digital Designer

Теория: Программное обеспечение LEGO Digital Designer

Практика: Просмотр и обсуждение слайдов с изображением программного обеспечения. Построение простых моделей. Изучение всех деталей в программе.

Тема 8.2. Проектирование моделей по заданиям.

Теория: Программное обеспечение LEGO Digital Designer. Интернет. Поиск в браузерной строке.

Практика: Построение моделей по карточкам. Поиск моделей в интернете. Сравнение и анализ.

Методическое и дидактическое обеспечение занятий:

Перечень информационно-методических материалов

5. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором Перворобот LEGO ® WeDo ™ (LEGO Education WeDo)»
6. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором и комплект заданий  к набору 9689 и 9686 "Простые механизмы"».
7. Кибернетика без математики. Шилейко А.В., Шилейко Т.И., 1977
8. Сборка и программирование мобильных роботов в домашних условиях / Ф.Жимарши; пер. с фр. М.А.Комаров. - М.; НТ Пресс, 2007. - 288 с.: ил.

Перечень специального оборудования: Моноблоки, видеопроектор, видеозаписи, СD/DVD диски, конструкторы.

Форма занятий: практическое,  занятие - игра, занятие-соревнование, комбинированное, занятие-соревнование

Методы обучения: словесный, наглядный, практический, объяснительно-иллюстративный, проблемный, частично-поисковый.

Форма подведения итогов: собеседование, тестирование, соревнования

Список литературы

1. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором Перворобот LEGO ® WeDo ™ (LEGO Education WeDo)»
2. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором и комплект заданий  к набору 9689 и 9686 "Простые механизмы"».
3. Кибернетика без математики. Шилейко А.В., Шилейко Т.И., 1977
4. Сборка и программирование мобильных роботов в домашних условиях / Ф.Жимарши; пер. с фр. М.А.Комаров. - М.; НТ Пресс, 2007. - 288 с.: ил.
5. Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЭН», 2001. – 125 с.
6. Энциклопедический словарь юного техника. – М., «Педагогика», 1988. – 463 с.
7. «Робототехника для детей и родителей» С.А. Филиппов, Санкт-Петербург «Наука» 2010. - 195 с.
8. Программа курса «Образовательная робототехника» . Томск: Дельтаплан, 2012.- 16с.
9. Книга для учителя компании LEGO System A/S, Aastvej 1, DK-7190 Billund, Дания; авторизованный перевод - Институт новых технологий г. Москва.
10. Сборник материалов международной конференции «Педагогический процесс,как непрерывное развитие творческого потенциала личности» Москва.: МГИУ, 1998г.
11. Журнал «Самоделки».  г. Москва. Издательская компания  «Эгмонт Россия Лтд.» LEGO. г. Москва. Издательство ООО «Лего».
12. Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, - 87 с., илл.
13. Интернет – ресурсы:
14. http://int-edu.ru
15. http://7robots.com/
16. http://www.spfam.ru/contacts.html 
17. http://robocraft.ru/ 
18. http://iclass.home-edu.ru/course/category.php?id=15 
19.  http://insiderobot.blogspot.ru/
20. https://sites.google.com/site/nxtwallet/

ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Робототехника - это проектирование и конструирование всевозможных интеллектуальных механизмов - роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами. Возникнув на основе кибернетики и механики, робототехника, в свою очередь, породила новые направления развития этих наук. В кибернетике это связано, прежде всего, с интеллектуальным направлением и бионикой источником новых, заимствованных у живой природы идей, а в механике – с многостепенными механизмами типа манипуляторов.

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа технической направленности «Робототехника» ориентирована на создание необходимых условий для личного развития учащихся и их дальнейшего профессионального самоопределения. Также данная программа направлена на удовлетворение индивидуальных потребностей учащихся в научно-техническом творчестве.

Программа «Робототехника» может быть реализована в учреждениях дополнительного образования детей, в общеобразовательных школах, имеющих соответствующую материально-техническую оснащенность. В настоящее время идет мощное развитие электроники, механики, программирования и нанотехнологии. Это в свою очередь дает толчок для развития компьютерных технологий и робототехники. Специалисты, обладающие знаниями в этой области, будут высоко востребованы во многих сферах деятельности.

Дополнительная общеобразовательная (общеразвивающая программа) разработана в соответствии со следующими нормативно-правовыми документами:

• Конституция Российской Федерации.
• Конвенция о правах ребенка.
• Федеральный закон № 273-ФЗ от 21.12.2012 года «Об образовании Российской Федерации».
• Приказ Министерства просвещения РФ от 09 ноября 2018 г. №196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам».
• Концепция развития дополнительного образования и молодежной политики в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре.
• Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеобразовательных общеразвивающих программ (Минобрнауки РФ ФГАУ «ФИРО» г. Москва, 2015 г.).
• Постановление от 04.07.2014 г. № 41 «Об утверждении СанПиН 2.4.4.3172-14 (Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей).

Модульное построение программы способствует приобретению ключевых компетенций, дальнейшее применение которых возможно во многих жизненных ситуациях, образовательной и профессиональной сферах.

Программа имеет общекультурный уровень и направлена на создание необходимых условий для формирования базовых знаний в области робототехники, основное внимание сконцентрировано на развитии мышления школьников и на освоении ими практической работы на компьютере.

Актуальность программы обусловлена тем, что использование различных конструкторов (Mini-Town Airport, Новая стройка, ТЕХНО конструктор, Конструктор металлический, Holz – Konstruktion, конструкторы из серии Polydron, MRT2, Huna Kicky, Технолаб, LEGOWedo, LEGO Digital Designer) будет способствовать овладению обучающимися  навыками начального технического конструирования, развитию мелкой моторики, координации «глаз-рука», изучению понятий конструкций и ее основных свойств (жесткости, прочности и устойчивости), развитию навыков взаимодействия в группе. Педагогическая целесообразность программы заключается в том, что в процессе конструирования и программирования дети научатся объединять реальный мир с виртуальным, получат дополнительное образование в области физики, механики, электроники и информатики.

Новизна программы заключается в технической направленности обучения, которое базируется на новых информационных технологиях, что способствует развитию информационной культуры и взаимодействию с миром технического творчества. Авторское воплощение замысла в автоматизированные модели и проекты особенно важно для обучающихся, у которых наиболее выражена исследовательская (творческая) деятельность.

Цель и задачи программы

Цель программы: способствовать формированию у обучающихся общенаучных и технологических навыков конструирования и проектирования, приемов сборки и программирования робототехнических средств

Задачи:

Обучающие:

• Обучить первоначальным правилам работы с конструкторами;
• Дать опережающие базовые теоретические и технические знания в области электроники и робототехнике;
• Ознакомить с условно-графическим обозначением деталей и электронных схем,
• Ознакомить с электронным конструктором и радиодеталями;
• Обучить приемам и технологии изготовления несложных конструкций из деталей конструктора;

• Сформировать устойчивый интерес у детей  к техническому творчеству.

      Развивающие:

• Содействовать  развитию  у детей технического творчества;
• Побуждать  любознательность и интерес к устройству простейших технических объектов, развить стремление разобраться с их конструкциями и желание выполнить эти модели;
• Развить творческие способности обучающихся  путем самореализации при выполнении заданий и работ, участия в мероприятиях и выставках  разного уровня.

Воспитательные:

• Способствовать воспитанию личности обучающегося, задействовав для этих целей потенциал объединения детей;
• Формировать  высокую культуру труда и научного мировозрения;
• Развить  коммуникативные  навыки, умение работать в команде;
• Воспитать творческую  активность;
• Воспитать  уважение к труду и людям труда, чувство  гражданственности, самоконтроля

Ожидаемый результат реализации программы:

У обучающихся

• Появится интерес к самостоятельному изготовлению построек, умение применять полученные знания при проектировании и сборке конструкций, познавательная активность, воображение, фантазия и творческая инициатива.
• Сформируются конструкторские умения и навыки, умение анализировать предмет, выделять его характерные особенности, основные части, устанавливать связь между их назначением и строением.
• Совершенствуются коммуникативные навыки детей при работе в паре, коллективе, распределении обязанностей.
• Сформируются предпосылки учебной деятельности: умение и желание трудиться, выполнять задания в соответствии с инструкцией и поставленной целью, доводить начатое дело до конца, планировать будущую работу.

Планируемые результаты

К концу освоения программы дети овладевают знаниями и элементарными представлениями:

• правила безопасной работы;
• основные компоненты конструкторов;
• конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
• виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
• самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания;
• создавать модели при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу.

К концу освоения программы дети погружаются в практики и:

• демонстрируют технические возможности роботов,
• создают программы на компьютере для различных роботов с помощью педагога и запускают их самостоятельно;
• овладевают робото-конструированием,
• проявляют инициативу и самостоятельность в среде программирования Mini-Town Airport, Новая стройка, ТЕХНО конструктор, Конструктор металлический, Holz – Konstruktion, конструкторы из серии Polydron, MRT2, Huna Kicky, Технолаб, LEGOWedo, LEGO Digital Designer, общении, познавательно-исследовательской и технической деятельности;
• владеют разными формами и видами творческо-технической игры, различает условную и реальную ситуации, умеет подчиняться разным правилам и социальным нормам.

Формы проведения занятий

Первоначальное использование конструкторов  требует наличия готовых шаблонов: при отсутствии у многих детей практического опыта необходим первый этап обучения, на котором происходит знакомство с различными видами соединения деталей, вырабатывается умение читать чертежи и взаимодействовать в команде.

В дальнейшем, учащиеся отклоняются от инструкции, включая собственную фантазию, которая позволяет создавать совершенно невероятные модели.

Недостаток знаний для производства собственной модели компенсируется возрастающей активностью любознательности учащегося, что выводит обучение на новый продуктивный уровень.

Формы оценивания

Система отслеживания и оценивания результатов обучения проходит через:

• компетентностные испытания: демонстрация готовых работ (в рамках группы,  учреждения, родительских собраний), участие в мини-соревнованиях по робототехнике,  создание портофолио.
• анализ результатов: степень активности учащихся в группах, уровень знаний, умений, показанных учащимися в работе, рекомендации к совершенствованию, оценивание работы каждого с помощью учащихся, выполняющих функции судей.

Формы подведения итогов:

• Текущий контроль уровня усвоения материала осуществляется по результатам выполнения обучающимися практических заданий.
• Итоговый контроль реализуется в форме выставок роботов, соревнований по робототехнике.

Образовательные форматы

Образовательные форматы, в которые будут погружены обучающиеся: моделирование, конструирование, выполнение практических работ за компьютером, деловые и ролевые игры, соревнования, демонстрация моделей, проектная деятельность, групповые учебно-практические и теоретические занятия, работа по индивидуальным планам (исследовательские проекты), комбинированные занятия

Техническая платформа

Оборудование:

Программа предусматривает использование базовых датчиков и двигателей комплектов:  Mini-Town Airport, Новая стройка, ТЕХНО конструктор, Конструктор металлический, Holz – Konstruktion, конструкторы из серии Polydron, MRT2, Huna Kicky, Технолаб, LEGOWedo, LEGO Digital Designer,  также изучение основ программирования.

Конструкторы: Mini-Town Airport, Новая стройка, ТЕХНО конструктор, Конструктор металлический, Holz – Konstruktion, конструкторы из серии Polydron, MRT2, Huna Kicky, Технолаб, LEGOWedo, LEGO Digital Designer, интерактивная доска, проектор, моноблоки.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО СОСТАВА

Педагог, реализующий дополнительную общеобразовательную общеразвивающую программу:

Андреева Елена Александровна, педагог дополнительного образования.

Стаж работы – 10 лет

Образование – среднее специальное, квалификационная категория- высшая, пройдена переподготовка «Оператор ЭВМ», курсы повышения квалификации: «Лего-конструирование и робототехника как средство разностороннего развития ребенка дошкольного возраста в условиях реализации ФГОС ДО» (2019); «Интерактивные методы работы в дополнительном образовании и сопровождение мотивированных учащихся» (2020), «Технологика» (2020)

Содержание по тематическим модулям

 Образовательная программа состоит из четырёх модулей:

I  модуль – «Первые шаги в робототехнику» способствует освоению базовых навыков в области моделирования объектов, направлен на стимулирование и развитие любознательности и интереса к технике. Модуль способствует развитию системы универсальных учебных действий в составе личностных, регулятивных, познавательных и коммуникативных действий и предназначается для проведения занятий в группах детей дошкольного возраста и младшего школьного возраста.

II модуль – «Юный конструктор» направлен на  формирование умений извлекать информацию из текста и иллюстрации, умению на основе анализа рисунка- схемы делать выводы, мобильно перестраивать свою работу в соответствии с полученными данными, конструировать и собирать забавные механизмы.

III модуль –«Леготехник» направлен на овладение обучающимися навыками технического конструирования и программирования с помощью конструктора LEGO, навыками работы по предложенным инструкциям по сборке моделей. Модуль будет способствовать развитию у обучающихся образного, технического мышления, творческих способностей и умений выразить свой замысел; развитие умениq творчески подходить к решению задачи;

IV модуль–«Робоквантум» направлен на формирование у обучающихся умений в инженерно-техническом направлении, основанном на изучении конструкции робота, программного обеспечения и понимания принципа работы технических устройств. Оно нацелено на проектное обучение, что представляет собой творческую робототехнику, создание новых роботов, которые могли бы применяться в нашей жизни.

Содержание модулей построено по восходящей спирали: от простого к сложному.

УЧЕБНЫЙ ПЛАН

КАЛЕНДАРНЫЙ УЧЕБНЫЙ ГРАФИК (Приложение)

Модуль I. Первые шаги в робототехнику

Образовательная задача модуля: овладение навыками начального технического конструирования

Учебные задачи модуля:

1. знакомство с конструкторами,
2. изучение понятий конструкций и ее основных свойств (жесткости, прочности и устойчивости),
3. развитие мелкой моторики, координации «глаз-рука»,
4. развитие навыков взаимодействия в группе.

К концу освоения первого модуля дети овладевают знаниями и элементарными представлениями:

• правила безопасной работы;
• первичные сведения о роботах;
• история создания роботов;
• виды конструкторов;
• применение роботов в современном мире;
• основные робототехнические соревнования;
• название деталей и их отличительные особенности;
• виды деталей;
• особенности конструирования насекомых

К концу освоения первого модуля дети погружаются в практики и:

• демонстрируют технические возможности роботов;
• овладевают основными приёмами соединения и конструирования;
• собирают модели стрекозы по инструкции и без инструкции;
• создают программы на компьютере для различных роботов с помощью педагога и запускают их самостоятельно.

Примерный учебно-тематический план

Содержание программы  1 модуля

Тема 1.1. Вводное занятие

Теория: ТБ и санитарно-гигиенические требования на занятиях. Основы безопасной работы. Инструктаж по технике безопасности.

Практика: Просмотр видеороликов по технике безопасности.

Тема 1.2. Введение в робототехнику

Теория: Применение роботов в современном мире: от детских игрушек, до серьезных научных исследовательских разработок.

Практика: Видеоролик  о передовых технологических разработках, представляемых в Токио на Международной выставке роботов. Основные робототехнические соревнования

Тема 1.3. Первичные сведения о роботах

Теория: История робототехники от глубокой древности до наших дней. Идея создания роботов. Что такое робот. Определение понятия «робота». Классификация роботов по назначению. Виды современных роботов

Практика: Ролики, фотографии и мультимедиа. Просмотр и анализ видеофильмов о роботах.

Тема 1.4. Знакомство с наборами конструкторов

Теория: Название деталей и их отличительные особенности. Виды деталей

Практика: Основные приёмы соединения и конструирования. Конструирование первого робота.

Тема 1.5. Собираем стрекозу

Теория: Особенности конструирования насекомых. Основные функциональные части и особенности строения стрекозы. Последовательность сборки модели.

Практика: Сборка модели стрекозы без инструкции

Тема 1.6. Пчела/бабочка

Теория: Рассмотрение и обсуждение схемы. Последовательность сборки модели.

Практика: Сбор моделей двух насекомых, один по инструкции, второй по замыслу

Тема 1.7. Пингвин

Теория: Особенности сравнения обобщенной графической модели на основе выделения в реальных предметах пингвина функционально идентичных частей. Особенности конструирования

Практика: Построение модели пингвина. Сбор модели по инструкции.

Тема 1.8. Лебедь

Теория: Рассказ  о лебедях. Особенности сравнения обобщенной графической модели на основе выделения в реальных предметах лебедя функционально идентичных частей. Особенности конструирования

Практика: Построение модели лебедя. Сбор модели по инструкции

Тема 1.9. Собираем коалу

Теория: Знакомство с коалой, краткий рассказ. Отличительные особенности. Рассмотрение и обсуждение схемы. Последовательность сборки модели.

Практика: Подбор деталей. Сборка модели коалы.

Тема 1.10. Собака

Теория: Беседа о собаках. Породы собак, отличительные особенности. Рассмотрение и обсуждение схемы. Последовательность сборки модели.

Практика: Подбор деталей. Сбор модели по инструкции

Тема 1.11. Динозавр

Теория: История о динозаврах, виды. Просмотр иллюстраций. Основные функциональные части и особенности строения динозавра.

Практика: Построение модели динозавра. Сбор модели по замыслу. Презентация робота

Тема 1.12. Фотоаппарат

Теория: История возникновения фотоаппарата. Технология построения модели фотоаппарата

Практика: Сбор моделей двух фотоаппаратов, один по инструкции, второй по замыслу

Тема 1.13. Телефон

Теория: Виды телефонов, просмотр и обсуждение презентации. Основные функциональные части телефона. Технология конструирования.

Практика: Подбор деталей. Сбор моделей двух телефонов, один по инструкции, второй по замыслу

Тема 1.14. Автомобиль

Теория: Просмотр презентации, обсуждение про особенности видов марок автомобилей. Технология построения модели автомобиля.

Практика: Сбор модели по инструкции. Построение модели машины. Изменение модели по замыслу

Тема 1.15. Самолёт

Теория: Виды самолетов. Технология построения модели самолета.

Практика: Построение модели самолета. Сбор модели по инструкции. Изменение модели по замыслу

Тема 1.16. Индивидуальная работа. Итоговое мероприятие

Теория: Свободное конструирование. Самостоятельное   выполнение  постройки или робота, используя образец, схему и размещение элементов конструкции относительно друг друга.

Практика: Показ готовых моделей, защита работы.

Методическое и дидактическое обеспечение занятий

Перечень информационно-методических материалов

1. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором Mini-Town Airport, Новая стройка, ТЕХНО конструктор, Конструктор металлический, Holz – Konstruktion, конструкторы из серии Polydron, MRT2, Huna Kicky, Технолаб, LEGOWedo, LEGO Digital Designer.
2. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором и комплект заданий  к набору 9689 и 9686 "Простые механизмы"».
3. Кибернетика без математики. Шилейко А.В., Шилейко Т.И., 2017
4. Сборка и программирование мобильных роботов в домашних условиях / Ф.Жимарши; пер. с фр. М.А.Комаров. - М.; НТ Пресс, 2007. - 288 с.: ил.

Перечень специального оборудования: видеопроектор, видеозаписи, СD/DVD диски, конструкторы.

Форма занятий: практическое, комбинированное, занятие - игра, занятие-путешествие, занятие-соревнование.

Методы обучения: словесный, наглядный, практический, объяснительно-иллюстративный, проблемный, частично-поисковый.

Форма подведения итогов: собеседование, тестирование, соревнования.

Модуль 2. Юный конструктор

Образовательная задача модуля: овладение навыками технического конструирования и программирования, при работе с конструктором Huna MRT2

Учебные задачи модуля:

• овладение навыками работы по предложенным инструкциям по сборке моделей;
• развитие у обучающихся образного, технического мышления, творческих способностей и умений выразить свой замысел;
• развитие умения творчески подходить к решению задачи;
• развитие умений излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений

К концу освоения второго модуля дети овладевают знаниями и элементарными представлениями:

• основные компоненты конструкторов;
• конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
• виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
• функции каждой части;
• разнообразие домашних и диких  животных, насекомых,  их значение для человека;
• особенности постройки жилища;
• особенности профессии: инженер-конструктор

К концу освоения второго модуля дети погружаются в практики и:

• демонстрируют технические возможности роботов,
• создают программы на компьютере для различных роботов с помощью педагога и запускают их самостоятельно;
• овладевают робото-конструированием.

Примерный учебно-тематический план

Содержание программы 2 модуля

Тема 2.1. Вводное занятие. Знакомство с конструктором  Huna MRT2

Теория: Узнаем функции каждой части и учимся соединять их

Практика: По желанию детей сбор модели по инструкции.

Тема 2.2. Домашние животные

Теория: Разнообразие домашних животных, их значение для человека.

Практика: Подбор деталей. Сбор модели по инструкции (Бык, коза)

Тема 2.3 Дикие животные

Теория: Расширение знаний о диких животных, их сходстве и различиях

Практика: Выбор деталей. Сбор модели по инструкции (Лиса, волк)

Тема 2.4. Обитатели Африки

Теория: Путешествие по жарким страна планеты. Самый высокий житель планеты. (Жираф) Самый быстрый житель планеты жарких стран (Страус)

Практика: Сбор модели по инструкции Жираф. Страус. Лев. По выбору обучающихся.

Тема 2.5. Земноводные

Теория: Изучить особенности строения и жизнедеятельности земноводных

Практика: Модель «Черепаха», «Лягушка»

Тема 2.6. Насекомые

Теория: Самые маленькие жители планеты. Познакомить с насекомыми нашей полосы.

Практика: Подбор деталей. Сбор модели по инструкции (Муравей, кузнечик)

Тема 2.7. Морские обитатели

Теория: Ознакомить ребят с обитателями морей и их богатством

Практика: Модель «Краб», Модель «Осьминог»

Тема 2.8. Музыкальные инструменты

Теория: Знакомство с музыкальными инструментами и способами звукоизвлечения

Практика: Выбор деталей. Сбор модели по инструкции (Гитара)

Тема 2.9. Постройки

Теория: Расширить представления детей о различных жилищах людей; познакомиться с многообразием строительных профессий

Практика: Конструирование модели «Детский сад»

Тема 2.10. Достопримечательность Парижа

Теория: Знакомство с  самой узнаваемой архитектурной достопримечательностью Парижа

Практика: Конструирование модели «Эйфелева башня»

Тема 2.11. Транспорт

Теория: Познакомить с профессией инженер-конструктор

Практика: Модель «Самокат», Модель «Автомобиль»

Тема 2.12. Системная плата, ее назначение. Датчики. Робот «Гимнаст»

Теория: Предназначение системной платы, ее назначение. Для чего нужны датчики.

Практика: Собираем робота, используя все режимы системной платы, с подключением датчиков. Робот «Гимнаст»

Тема 2.13. Робот «Медвежонок барабанщик»

Теория: Последовательность построения и программирования модели

Практика: Выбор деталей. Сбор модели по инструкции (Медвежонок)

Тема 2.14. Бытовая техника

Теория: Познакомить детей  с историей создания  некоторых предметов бытовой техники, с процессом их преобразования  человеком

Практика: Модель «Миксер», Модель «Стиральная машина»

Тема 2.15. Аттракционы

Теория: Изучить виды аттракционов, где они располагаются, о профессиях людей работающих на их производстве

Практика: Модель «Качели», Модель «Карусель»

Тема 2.16. Дистанционное  управление роботом, его назначение. Робот «Гоночный миниавтомобиль»

Теория: Дистанционное  управление роботом, его назначение

Практика: Сбор модели по инструкции. Робот «Гоночный миниавтомобиль»

Тема 2.17. Космический спутник

Теория: Дать представление о том, что такое «космос»; познакомить детей с биографией первого космонавта – Ю. Гагарина; познакомить с устройством космического корабля.

Практика: Построить модель «Космический спутник»

Тема 2.18. Водный Транспорт

Теория: Знакомство с основными видами кораблей речного и морского флота, значение их в жизни человека

Практика: Выбор деталей. Сбор модели по инструкции (Корабль)

Тема 2.19. Итоговое мероприятие

Теория: Построение своих моделей. Просмотр и обсуждение

Практика: Выставка своих роботов.

Методическое и дидактическое обеспечение занятий

Перечень информационно-методических материалов

5. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором Mini-Town Airport, Новая стройка, ТЕХНО конструктор, Конструктор металлический, Holz – Konstruktion, конструкторы из серии Polydron, MRT2, Huna Kicky, Технолаб, LEGOWedo, LEGO Digital Designer.
6. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором и комплект заданий  к набору 9689 и 9686 "Простые механизмы"».
7. Кибернетика без математики. Шилейко А.В., Шилейко Т.И., 2017
8. Сборка и программирование мобильных роботов в домашних условиях / Ф.Жимарши; пер. с фр. М.А.Комаров. - М.; НТ Пресс, 2007. - 288 с.: ил.

Перечень специального оборудования: видеопроектор, видеозаписи, СD/DVD диски, конструкторы.

Форма занятий: практическое, комбинированное, занятие - игра, занятие-путешествие, занятие-соревнование.

Методы обучения: словесный, наглядный, практический, объяснительно-иллюстративный, проблемный, частично-поисковый.

Форма подведения итогов: собеседование, тестирование, соревнования.

Модуль 3. « Леготехник»

Образовательная задача модуля: овладение навыками технического конструирования и программирования с помощью конструктора LEGO

Учебные задачи модуля:

• овладение навыками работы по предложенным инструкциям по сборке моделей;
• развитие у обучающихся образного, технического мышления, творческих способностей и умений выразить свой замысел;
• развитие умения творчески подходить к решению задачи;
• развитие умения анализировать предмет, выделять его характерные особенности, основные функциональные части, устанавливать связь между их назначением и строением.
• учить мысленно, изменять пространственное положение конструируемого объекта, его частей, деталей, представлять какое положение они займут после изменения.
• учить анализировать условия функционирования будущей конструкции, устанавливать последовательность и на основе этого создавать образ объекта.

К концу освоения третьего модуля дети овладевают знаниями и элементарными представлениями:

• основы программирования;
• программное обеспечение LEGO® Education WeDo™;
• особенности использование шкивов;
• способы увеличения тянущего усилия;
• повышающие и понижающие зубчатые передачи;
• использование зубчатых колес;
• увеличение и снижение скорости вращения датчика расстояния и датчика наклона;
• технология построения моделей

К концу освоения третьего модуля дети погружаются в практики и:

• овладевают навыками работы по предложенным инструкциям по сборке моделей
• могут  самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания;
• могут создавать модели при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;
• владеют разными формами и видами творческо-технической игры, различает условную и реальную ситуации, умеет подчиняться разным правилам и социальным нормам.

Примерный учебно-тематический план

Содержание программы 3 модуля

Тема 3.1. Вводное занятие

Теория: ТБ и санитарно-гигиенические требования на занятиях. Конструкторы и «самодельные» роботы.

Практика: Ролики, фотографии и мультимедиа. Просмотр и анализ видеофильмов о роботах.

Тема 3.2. Сборка и программирование. Шкивы

Теория: Программное обеспечение LEGO® Education WeDo™ . Использование шкивов. Увеличение тянущего усилия.

Практика: Просмотр и обсуждение слайдов с изображением программного обеспечения. Просмотр и обсуждение слайдов с изображением шкивов в различных механизмах (ремень привода вентилятора, лифт, паровая лопата, флагшток, веревка на роликах для сушки белья, кран). Сборка простых моделей.

Тема 3.3. Повышающие и понижающие зубчатые передачи

Теория: Использование зубчатых колес.  Увеличение и снижение скорости вращения.

Практика: Просмотр и обсуждение слайдов с изображением зубчатых колес. Сборка простых моделей.

Тема 3.4. Датчик расстояния и датчик наклона

Теория: Датчик расстояния и датчик наклона. Использование датчиков в быту и на производстве. Использование датчиков в Лего –конструкторе.

Практика: Просмотр и обсуждение мини-мультфильмов с использованием датчиков в Лего -конструкторе. Сборка простых моделей.

Тема 3.5. Танцующие птицы

Теория: Особенности конструирование механических птиц. Последовательность сборки моделей. Способы программирования моделей танцующих птиц.

Практика: Сборка модели по инструкции. Просмотр мультфильма. Программирование модели.

Тема 3.6. Порхающая птица

Теория: Технология построения модели механической птицы.  Особенности программирования птицы, издающей звуки,  хлопающей крыльями, поднимающей  и опускающей хвост.

Практика: Построение модели механической птицы. Сбор модели по инструкции. Просмотр мультфильма. Программирование модели. Создание и тестирование движения птицы. Усложнение поведения птицы путём установки на модель датчика расстояния и программирования воспроизведения звуков, синхронизированных с движениями птицы.

Тема 3.7. Обезьянка-барабанщица

Теория: Технология построения модели механической обезьянки с поднимающимися и опускающимися руками. Изучение рычажного механизма и влияние конфигурации кулачкового механизма на ритм барабанной дроби.

Практика: Построение модели механической обезьянки с поднимающимися и опускающимися руками. Просмотр мультфильма. Программирование модели.

Тема 3.8. Голодный аллигатор

Теория: Основы конструирования и программирования механического аллигатора, открывающего и  захлопывающего пасть, издающего различные звуки. Изучение рычажного механизма и влияние датчика расстояния на приближение детали.

Практика: Просмотр мультфильма. Конструирование и программирование механического аллигатора, открывающего и  захлопывающего пасть, издающего различные звуки.

Тема 3.9. Рычащий лев

Теория: Технология построения модели механического льва. Особенности программирования льва, издающего звуки (рычание), поднимающегося  и опускающего на передних лапах.

Практика: Построение модели механического льва и его программирование. Сбор модели по инструкции. Просмотр мультфильма. Программирование модели. Создание и испытание движущейся модели льва. Усложнение поведения путем добавления датчика наклона и программирования воспроизведения звуков синхронно с движениями льва.

Тема 3.10. Умная вертушка

Теория: Последовательность построения модели механического устройства для запуска волчка и его программирование.

Практика: Построение модели механического устройства для запуска волчка. Сбор модели по инструкции. Просмотр мультфильма. Программирование модели.

Тема 3.11. Нападающий

Теория: Особенности конструирования и программирования механического футболиста, бьющего ногой по мячу.

Практика: Сбор модели по инструкции. Программирование модели. Построение модели футболиста и испытание её в действии. Изменение поведения футболиста путём установки на модель датчика расстояния.

Тема 3.12. Вратарь

Теория: Конструирование и программирование механического вратаря, способного перемещаться вправо и влево, отбивающего бумажный шарик. Использование входа «Случайное число» для установления обратной связи.

Практика: Конструирование механического вратаря. Сбор модели по инструкции. Программирование модели. Построение модели механического вратаря и испытание её в действии. Усложнение поведения вратаря путём установки на модель датчика расстояния и программирования системы автоматического ведения счёта игры.

Тема 3.13. Ликующие болельщики

Теория: Технология конструирования и программирования механических футбольных болельщиков, издающих приветственные возгласы и подпрыгивающих на месте.

Практика: Конструирование механических футбольных болельщиков. Сбор модели по инструкции. Программирование модели. Построение модели ликующих болельщиков и испытание её в действии. Изменение поведения болельщиков путём установки на модель датчика расстояния.

Тема 3.14. Спасение самолета

Теория: Технология построения и программирования модели самолета, с регулируемой скоростью вращения пропеллера в зависимости от положения носа. Усовершенствование модели самолёта путём программирования звуков, зависящих от показаний датчика наклона.

Практика: Сбор модели по инструкции. Программирование модели. Построение модели самолёта, испытание её движения и уровня мощности мотора.

Тема 3.15. Разбуди великана

Теория: Технология построения и программирования модели механического «спящего» великана,  реагирующего на звук.

Практика: Сбор модели по инструкции. Программирование модели. Построение модели великана и испытание её в действии. Изменение поведения модели: установка датчика расстояния и программирование реакции великана на появление вблизи него каких-либо объектов.

Тема 3.16. Непотопляемый парусник

Теория: Последовательность построения и программирования модели парусника, покачивающегося вперёд и назад (как будто плывет по волнам) с соответствующими звуками.

Практика: Построение модели лодки, испытание её в движении и проверка работы мотора при разных уровнях мощности. Программирование модели.  Установка датчика наклона и программирование воспроизведения звуков синхронно с сигналами, поступающими от датчика для усложнения поведения модели лодки.

Тема 3.17. Итоговое мероприятие

Теория: Свободное конструирование. Самостоятельное   выполнение  постройки или робота, используя образец, схему и размещение элементов конструкции относительно друг друга.

Практика: Показ готовых моделей, защита работы.

Методическое и дидактическое обеспечение занятий

Перечень информационно-методических материалов

9. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором Mini-Town Airport, Новая стройка, ТЕХНО конструктор, Конструктор металлический, Holz – Konstruktion, конструкторы из серии Polydron, MRT2, Huna Kicky, Технолаб, LEGOWedo, LEGO Digital Designer.
10. Электронный учебник «Книга для учителя по работе с конструктором и комплект заданий  к набору 9689 и 9686 "Простые механизмы"».
11. Кибернетика без математики. Шилейко А.В., Шилейко Т.И., 2017
12. Сборка и программирование мобильных роботов в домашних условиях / Ф.Жимарши; пер. с фр. М.А.Комаров. - М.; НТ Пресс, 2007. - 288 с.: ил.
13. Каширин Д.А. Основы робототехники VEX-IQ. Учебно- методическое пособие для учителя . ФГОС/ Д.А. Федорова. –М. : Издательство «Экзамен», 2016.-136 с.
14. Мацаль И.И. Основы робототехники VEX-IQ. Учебно- методическое пособие для ученика. ФГОС/ И.И. Мацаль, А.А. Нагорный. -М. : Издательство «Экзамен», 2016.- 144 с.

Перечень специального оборудования: видеопроектор, видеозаписи, СD/DVD диски, конструкторы.

Форма занятий: практическое, комбинированное, занятие - игра, занятие-путешествие, занятие-соревнование.

Методы обучения: словесный, наглядный, практический, объяснительно-иллюстративный, проблемный, частично-поисковый.

Форма подведения итогов: собеседование, тестирование, соревнования.

Модуль 4. «Робоквантум»

Образовательная задача модуля: овладение навыками технического конструирования и программирования, при работе с конструктором VEX IQ

Учебные задачи модуля:

• ознакомить с конструктивным и аппаратным обеспечением платформы VEX IQ: джойстиком, контроллером робота и их функциями; − дать первоначальные знания о конструкции робототехнических устройств;
• научить приемам сборки и программирования с использованием робототехнического образовательного конструктора VEX IQ;
• обучить проектированию, сборке и программированию устройства;
• способствовать формированию творческого отношения к выполняемой работе;
• воспитывать умение работать в коллективе, эффективно распределять обязанности;
• развивать творческую инициативу и самостоятельность;
• развивать психофизиологические качества обучающихся: память, внимание, способность логически мыслить, анализировать, концентрировать внимание на главном;
• развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений